Instrumenti za raziskovanje hidravličnih pulzacij v HE Jablanici

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Full text

(1)

DK 621.311.31:532.5

Instrumenti za raziskovanje hidravličnih pulzacij

v HE Jablanici

J O V A N M A R U C I C

1. Uvod

P ri p rec izn ih in s tru m e n tih za m o d e rn a razisk o ­ v a n ja zavzem a če d a lje v id n e jše m esto e lek tro n ik a , zlasti še, k a d a r gre za d in a m ič n e pojave. U p o ra b a elektronike, k a k o r n. pr. k o n k re tn o v h id ra v lik i in stro jn ištv u , p a je p o gojena s te sn im so d elo v an jem in v sk la ja n je m m ed seb o jn ih za h te v iz o b eh vej.

In stru m e n ti za m e rje n je m a jh n ih d in a m ič n ih sprem em b n ajp o g o ste je iz k o rišča jo določene ele k trič n e pojave, ki služi j o . k o t p r e tv a rja ln ik i m e h a n ič n ih h i­ d rav ličn ih in d ru g ih pojavov v elek trič n e. P ri te m je v elik a pred n o st, d a se tu d i n a jm a n jš e sp rem em b e ta k o ojačijo, d a se sploh la h k o m erijo . T u je v re d n o prip o m n iti, d a — glede n a o sta le sistem e — ele k trič n i sistem n im a inercije.

V PIE Ja b la n ic i g re za m e rje n je m a jh n ih p ulzacij v o d n ih m as in h id ra v lič n ih p ulzacij sta tič n eg a tla k a in p o d tla k a ; d a lje za m e rje n je p ulzacij z ra k a te r v i­ b rac ij tu rb in e in okolne m ase. (P odrobnosti so ra z ­ v id n e iz č la n k a prof. dr. ing. I. V uškoviča »R azisko­ v a n je h id ra v lič n ih p ulzacij v HE Jablanici«.)* S e p re d začetkom m e rje n j je b ila o p ra v lje n a v r s ta p re iz k u ­ sov in iz boljšav n a p re tv a rja ln ik u v la b o ra to riju , h k ra ti p a iz b ra n e p rim e rn e m e riln e m eto d e z a pogoje, k a k ršn i o b sta ja jo v HE Ja b la n ic i. V sa m e riln a m e sta so ozn ačen a s šte v ilk a m i 1 do 8 n a p o en o stav ljen i shem i p re re z a stro jn ic e in g a le rije za p o rn ih o rg an o v v e le k tra rn i (slika 1).

* G lej SV 1960—2!

2. Instrum enti za m erjenje h idravličnih pulzacij v vodni m asi

Z a to m e rje n je je p r e d tu r b in s k o lo p u to (m e­ riln o m esto 1 n a sliki 1) u p o ra b lje n a c ilin d rič n a so n d a z d v em a lu k n jic a m a , k i s ta ra z p o re je n i d ia m e tra ln o n a sm e r s tr u ja n ja . S o n d a je v n o rm a ln e m o b ra to v a n ju v ra b i z a m e rje n je p re to k a skozi tu rb in o . R a z lik a tla k o v v sondi določa h itro s tn i n iv o tla k a v v o d n em to k u (k v 2:2 g). Z d o lo č an je m ra z lik e tla k o v n a d in a ­ m ič n em d ife re n c ia ln e m m a n o m e tru je m ogoče iz­ m e riti p u lz ac ijo h itro s ti p r i s tr u ja n ju .

M e rje n je m a jh n ih p u lz ac ij v v o d n i m a si (s f re ­ kven co od 2 do 15 H z in s sp re m e m b o tla k o v o d 2 do 100 T orr), ki jih n e m o re ta s p r e m lja ti n e m e h an ič n i n e h id ra v lič n i m e riln i sistem , s p a d a m e d sp e cia ln e p rim e re . Z ato je b il iz b ra n sistem e le k trič n e g a p r e ­ tv a r ja n ja te r iz d e la n in k a lib r ira n p oseben p r e tv a r - ja ln ik .

M ed več v rs ta m i e le k trič n ih p re tv a rja ln ik o v , ki d e lu je jo n a osnovi sp re m e m b e fiz ik a ln ih p a ra m e tro v , se u p o ra b lja jo sp re m e m b e k a p a c ite te , in d u k tiv n o sti, m a g n e tn e re lu k ta n c e in up o ra.

K e r g re to d z a m a jh n e sp re m e m b e tla k a , je po­ tre b n o iz b ra ti sistem s čim m a n j šo in e rc ijo in d u še­ n je m . S istem i s sp re m e m b a m i k a p a c ite te in in d u k tiv ­ n osti te r re lu k ta n c e z a h te v a jo tr d n o n e p re m ič n o plo­ ščo, od k a te r e se m e ri položaj p re m ič n e m e m b ran e. P o v rh te g a se z u p o ra b o več m e h a n ič n ih elem e n to v p o ja v lja m ožnost z a n o v e la s tn e fre k v e n c e sis te m a te r p o v eč an je in e rc ije v n jem . P r i n a ši n a p ra v i, k je r

(2)

Sl. 2. S h e m a p r e iz k u s n e n a p ra v e

S — c ilin d r ič n a so n d a , M — m e m b r a n sk i d ife r e n c ia ln i sp r e ­ je m n ik , K — b a tn o u r a v n a lo tla k a , W K — zra čn i p rek a t, Ž — ž iv o s r e b m i d ife r e n c ia ln i m a n o m e te r , KM — k o n tr o ln i m a n o m e tr i, i — m e r iln i tr a k o v i, V i . . . V* — v e n tili, O — o d ­ p r tin a za o lje , Z — v ija k i za iz p u šč a n je zraka, N U — n ič e ln o u r a v n a lo tla k a , — v e n t ili ž iv o s r e b m e g a m a n o m etra

im a m o o p ra v k a s fre k v e n c o do 25 Hz in tla k i od 2 T o rr d alje, je n eiz b e ž n a tu d i u p o ra b a elek tro n sk e a p a ra tu re , p re c iz n ih d elov in d o b re zaščite p r e d e le k ­ tr ič n im i in a tm o sfe rsk im i m o tn ja m i. S p ričo ta k ih po­ g o je v sp re je m n ik i n a te h osnovah, p a če p ra v zelo p recizn i, n iso n a ju g o d n e jši, k e r z a h te v a jo o b č u tlji­ v e jšo a p a r a tu r o in v e č jo p a z ljiv o st g led e e le k trič n ih m o te n j. T u d i sp re je m n ik i n a osnovi sp re m e m b e m ag­ n e tn e re lu k ta n c e n iso p rim e rn i z a ra d i m e h an ič n eg a sis te m a in k e r je n a z a d n je v v seh te h p rim e rih m e ra tla k a so ra z m e rn a u p ogibu v sre d in i m e m b ran e. Z a­ v o ljo te g a je u g o d n ejše u p o ra b iti sp rem e m b o n a p e ­ to sti m e m b ra n e po d učin k o m sp re m e m b e tla k a . To v o d i k u p o ra b i m e riln e g a tr a k u n a m e m b ra n i in im a še to p re d n o st, d a n e m e n ja in e rc ije m e m b ran e. S led­ n ja je z a ra d i te g a la h k o zelo o b ču tljiv a , k e r se n a n jo n e v eže n o b en n a k n a d n i m e h an ič n i e le m e n t in je g le d e d e lo v n e fre k v e n c e ta k o rekoč neo m ejen a. S icer ji la h k o o p o re k a m o te ža v o p ri zaščiti p re d vlago, k a r p a z a k r a jš i čas n e p o v zro č a p reg lav ic. M em brana, ki s p re je m a tla k , je o b en em tu d i m e riln i p re tv a rja ln ik , k e r je n osilec m e riln e g a tra k u . V rh u te g a se m a jh n e sp re m e m b e te m p e r a tu re u n ič u je jo z u p o ra b o k o m p e n ­ z a cijsk eg a tr a k u , k a r n i m ogoče p ri k a p a c itiv n ih ali in d u k tiv n ih sp re je m n ik ih . P o v sem te m je b ila osvo­ je n a sh e m a h id ra v lič n e zveze, k a k r š n a je n a slik i 2,* in sic er za m e rje n je , k o n tro lo in k a lib r ira n je n a k r a ju sam em .

* Ta s lik a j e b ila o b ja v lje n a ž e v n a v e d e n e m V u šk o v i-č e v e m i-č la n k u , g lej SV 1960—2, str. 46.

P ro b le m p re n o sa h id ra v lič n ih pulzacij ob po- polni o d stra n itv i z ra k a v h id ra v lič n e m sistem u, je v tem , d a se z m an jšajo :

a) d u šen je, k i g a im a m e riln i in stru m e n t,

b) o scilacije v o d e v sistem u p re n o sa in m e riln em e lem e n tu te r

c) čas, p o treb e n za p ren o s tla k a skozi h id rav ličn o linijo.

P ri d iferen c ia ln em m a n o m e tru z m e m b ra n o je d u še n je m e m b ra n e p rib liž n o k o n sta n tn o za v elikost tla k a in frek v en ce, ki jih m erim o. S tatičn o k a lib ri­ r a n je n e d a je m ožnosti za sp rem em b o te g a dušenja, v e n d a r zn a ša po la b o ra to rijsk ih m e ritv a h s ta n k im i m e m b ra n a m i (do 0,15 m m d e b e lin e in p re m e ra 60 m m ) te r za ra z lik e tla k o v do 1 a t (pri fre k v en c i do 30 Hz), n a p a k a po d 1,5 % tla k a . P oizkus je b il iz v rše n delno e k sp e rim e n ta ln o z o ljn o kom oro ali d in a m ič n im v zbu- je v a ln ik o m v ib ra c ij, d elno p a računsko. Ti po d atk i niso p o polnom a n a ta n č n i, k e r je pro b lem d inam ičnega k a lib r ira n ja zelo zam otan. K a lib rira n je la h k o izv a­ ja m o s pom očjo h id ra v lič n e g a u d a rc a v k a lib ra c ijsk i posodi.

P ro b le m o sc ila cije v o d e v v odih od m eriln eg a m e sta do m e riln e g a siste m a je pom em ben p ri m e r­ je n ju p o ja v o v s h id ra v lič n im ud arcem . K e r g re tu k a j za m a jh n e in h arm o n ič n e sprem em be, sistem ni iz­ p o sta v lje n p a ra z itn im h id ra v lič n im oscilacijam . C e se p o ja v ijo h id ra v lič n e o scilacije v lin iji, jih la h k o d u ­ šim o z en o sm ern im i v en tili. P ri m o reb itn em oscili­ r a n ju m e m b ra n e je za sn o v a n a nek o lik o v e č ja o ljn a k o m o ra v d iferen c ia ln em m a n o m etru , k e r se te d aj o scilacije d u šijo v n je j. L a stn a fre k v e n c a h id ra v lič n e lin ije je v g lav n em o d v isn a o d dolžine linije, od v rs te te k o čin e te r nek o lik o tu d i od p re m e ra cevi in sle d n jič m a te ria la , iz k a te re g a je g raje n a. P rik lju č n i vodi z n o tra n jim p rem e ro m 4 m m im a jo perio d o la s t­ n e fre k v e n c e Viooos z a v sa k ih 0,25 cm lin ije, ta k o da je z a lin ijo 4 m la s tn a fre k v e n c a okrog 62 Hz. N a­ ta n č n o st je o d v isn a o d obsega sp rem e m b e p ritisk a v p r im e rja v i s sk u p n o la stn o fre k v en c o m e m b ra n e in lin ije (4).

H id ra v lič n a sh e m a je za sn o v a n a tako, d a so vsi vodi in p ip e do b ro te sn je n i, je o d stra n je n ves zra k iz vodov te r se p u lz a c ija v o d e brez d u še n ja (kom ­ presije) p re n a ša n a sp re je m n e m em b ran e. V ta n am en ra b ijo sto žčasta te sn ila in v e n tili za paro, m a n o ­ m e te r za visoki tla k in v se cevi iz b a k r a z z v a rje ­ nim i p rik lju č k i. R azen te g a je tr e b a te ž iti z a tem , da je p rik lju č n i vo d od sp re je m n ik a do m esta, k je r se m e ri sp re m e m b a tla k a , č im k ra jši te r vo lu m en lin ije m ed m estom , k je r se odv zem a tla k , in m e m b ra n o ni v e lik v p rim e rja v i s prostorom , v k a te re m im am o pojav, ki ga m erim o. To se doseže z vodi z n o tra n jim p re m e ro m 8 m m in p o sta v lja n je m d ife ren c ia ln eg a m a­ n o m e tra v n ep o sre d n i bližin i m e riln e g a m esta. Di­ fe re n c ia ln i m a n o m e te r sestoji iz dveh m e m b ran , po­ sta v lje n ih n a kom oro z oljem . P o zitiv n i tla k d elu je n a eno m e m b ran o , n e g a tiv n i n a drugo. K e r s ta m em ­ b ra n i v kom ori d ru g a p ro ti drugi, d a je ta m e riln a tra k a , ki s ta n am ešč en a z n o tra n je s tra n i m em brane, raz lik o sp rem e m b e tla k a n a en i in d ru g i m em brani. M eriln i tr a k sesto ji iz ta n k e e le k trič n e žice, n a le p ­ lje n e n a p a p ir v cik ca k asti lin iji v velik o sti poštne znam ke. M e riln i tr a k je n a le p lje n n a podlago tako, d a z n jo se sta v lja celoto. D efo rm ac ija p odlage (m em ­ b ran e ) m e n ja e le k trič n i u p o r m e riln e g a tr a k u za rad i p o d a ljša n ja . S p re m em b e elek trič n e g a u p o ra se ojaču - je jo z e le k tro n sk im in stru m e n to m in m e rijo n a k a ­ to d n i cevi. S p o sn e m an jem n a film u s k a to d n e cevi dobim o p o te k d in a m ič n e sp rem e m b e tla k a . Z ra k se iz in sta la c ije p ra z n i s pom očjo v ija k o v Z (sl. 2) za iz p u šč a n je z ra k a v n a jv iš jih to č k ah posam eznih' vej n a n je j.

(3)

Sl. 3. K alibriranje diferencialnega m anom etra (za tem p er a tu ro 15 °C, a te n u a to r o ja č e v a ln ik a m o sta A m - 3,

a ten u a to r o ja č e v a ln ik a o sc ilo g r a fa = 3)

se odprejo. P ra v ta k o se o d p re jo tu d i v ija k i za iz p u ­ šč an je z ra k a in počasi p u šča v o d a skozi V i in V2. K o v o d a iz tisn e zrak, zap rem o v se v ija k e za iz p u ­ ščanje. T ed a j je v v seh delih sh em e e n a k tla k , k er je h id ra v lič n i v o d d iferen c ia ln eg a sp re je m n ik a k ra tk o sta k n je n . P re d m e rje n je m se z a p re dovod n a v e n tilih V i in V2 in u rav n o v e si tla k n a n ičlo z o b eh s tra n i d iferen c ia ln eg a m a n o m e tra s pom očjo NU. Z od ­ p rtje m v en tilo v V i in V2 te r z a p rtje m v e n tila živo- sre b rn e g a m a n o m e tra Vž 2 je in sta la c ija p r ip ra v lje n a za m e rjen je . P ri te m m e rje n ju d e lu je tu d i ž iv o sre b m i m an o m eter, k i z a ra d i v e lik e in e rc ije živega sre b ra duši m e m b ran o d iferen c ia ln eg a m a n o m etra . Ž ivo- sre b rn i m a n o m e te r ra b i tu d i z a k o n tro lo dela, k e r kaže sre d n jo v re d n o st ra z lik e tlakov.

Z a sta tič n o k a lib r ira n je se o d p re jo v e n tili živo- sre b rn e g a m a n o m e tra in v e n til V3. T ako se dobi en a k tla k n a k o n tro ln e m m a n o m e tru z ra č n e ko m o re in n a m a n o m etru v p lu s vodu. P ri izen ačen em tla k u se z a p ira jo v e n tili V i in V2, s čim er je in s ta la c ija od­ c e p lje n a od tla č n e g a v o d a (Q = 0). S posto p n im do­ v a ja n je m tla k a v h id rav ličn o zvezo čez b a tn i ra v n a l- n ik tla k a , ob isto časn em iz k la p lja n ju k ra tk e g a stik a d ife ren c ia ln eg a m a n o m e tra z z a p rtje m v e n tila V ŽS, dospe sta tič n i tla k n a oba d ife re n c ia ln a m a n o m etra .

P o ž iv o sre b m e m d ife re n c ia ln e m m a n o m e tru k a lib ri- ra m o elek tričn o .

N a sliki 3 je v id e n d ia g ra m k a lib r ir a n ja za d o ­ ločeno o ja č e n je in s tru m e n ta . N a o r d in a ti je n a n e se n odklon ž a rk a n a k ato d n i cevi o ziro m a n a film u , m e d ­ te m ko je n a abscisi tla k v ž iv o sre b m e m m a n o m e tru . To k a lib r ira n je se iz v a ja p ri p rv e m p o s ta v lja n ju in ­ sta la c ije a li pozneje, če se m e n ja jo delo v n i pogoji. S pom očjo ž iv o sre b m e g a d ife re n c ia ln e g a m a n o m e tra je m o žn a s ta ln a k o n tro la n a d a b s o lu tn o v e lik o stjo u stre z n e v re d n o sti K v 2/2 g, k e r je t a p a r a le ln o v ez an z m e m b ra n sk im d ife re n c ia ln im m a n o m etro m . N a sli­ k a h 4 a in b s ta p o sn e tk a n a p ra v e p ri la b o ra to r ij­ skem p re iz k u ša n ju .

N a sl. 5 je p rik a z a n d e ta jl b a tn e g a u r a v n a ln ik a tla k a , o zn ačen eg a s K n a slik i 1.

2.1 Električna blokovna shem a instrum enta S h em a zveze je p o n a z o rje n a n a slik i 6.

Z o b eh m e m b ra n s ta sp o je n a m e riln a tr a k a n a m e riln i m ost P h ilip s GM 5536. O b a tr a k a s ta a k tiv n a in ob en em k o m p e n z a c ija d ru g z a dru g eg a. U ra v n o v e - še n je m o stu se doseže s sp re m e m b o za č e tn e g a tla k a v o ljn i ko m o ri z b ato m za u ra v n o v e ša n je in po e lek ­ trič n i poti. B a t za u ra v n o v e še n je ra b i tu d i z a re g u la ­ cijo ob ču tljiv o sti, k a k rš n o la h k o im a več a li m a n j p re n a p e ta m e m b ra n a . O jač en sig n a l z m o stu se do ­ v a ja n a d v o k a n a ln i k a to d n i oscilograf. D ru g i k a n a l ra b i za d o lo č an je fre k v e n c e p o ja v a z d o v a ja n je m n a isti zn a n i sig n a l iz g e n e ra to rja RC. P r im e r p o sn e teg a d ia g ra m a je raz v id e n s slik e 7, k je r pom en ijo :

a — sp rem e m b o tla k a , f 4,5 Hz, b — z n a n i signal, fo = 12 Hz. Z a obdelavo- p o sn e tk a je ugo d n o im e ti k a lib ra - c ijsk i p o sn e tek e n e z n a n e v elik o sti tla k a , k e r se s te m p re v e ri sta b iln o st in s tru m e n ta p ri d elu (u ra v n a v a n je , o jačen je, m o tn je) m e d m e rje n je m s p r im e rja n je m s k riv u ljo k a lib rira n ja . T o se doseže tako-, d a se u p o ra b i e le k trič n i kalibrato-r, k i g a sh e m a tsk o p rik a z u je slik a 8.

K a lib ra to r se sto ji iz u p o rsk e šk a tle , s pom očjo k a te re p rem o stim o m o st z u p o rn o stn im i tr a k i. P o te j p o ti u v ed e m o z n a n e sp re m e m b e u p o ra v m e riln i m ost. O d v elik o sti u p o ra, ki sm o g a v k lo p ili p a ra le ln o v m ost, je o d v isn a v e lik o st o d k lo n a p ri k a to d n e m ža rk u oz. tla k u , k i je sim u liran . V re d n o sti u p o ra so:

(4)

R i = 100 kQ -> 3 %o r a z te z a n ja R i = 300 kÜ -*■ 1 %o ra z te z a n ja R3 = 600 k O -y o,5 %o r a z te z a n ja R i — 1 M Ö 0,3 °/oo r a z te z a n ja Rr, — 1,5 M fl -> 0,2 %o ra z te z a n ja

Če je k r iv u lja k a lib r ir a n ja m e m b ra n e lin e a rn a , la h k o e le k trič n o k a lib rira m o tu d i z o b težen o m em ­ b ra n o . E le k trič n i k a lib r a to r ra b i o b en e m tu d i za po­ v e č a n je o b č u tljiv o s ti m e riln e g a m o stu p ri v e lik ih raz- te z k ih m e m b ra n e , t. j. p r i n a s ič e n ju o ja č e n ja . T o se doseže s tem , d a u v a ja jo v m o st z n a n e sp rem em b e u p o ra m e riln e g a tr a k u z n a s p ro tn im p red z n ak o m in p o te m ra v n o v e sje m o stu p riv e d e m o p rib liž n o n a ničlo. Z a tr a j n o o b ra to v a n je ra b i stik a lo P (sl. 8); m e d tem k o je za k a lib r ir a n je u g o d n ejše tip k a lo T. T a sistem se je p o k az al k o t ugoden, k e r je z a določeno o ja če n je p ri v e č je m ra z te z k u k a to d n i ž a re k p rese g al zaslon, n a k a r je b ilo u p o ra b lje n o e le k trič n o u ra v n o v e še n je

M — m e r iln i tr a k o v i, 1 — m e r iln i m o s t (P h ilip s GM 5536), 2 — k a to d n i o sc ilo g r a f (C ossor K M I I 1019), 3 — film s k a k a ­ m e r a za o sc ilo g r a f, 4 — to n s k i g e n e r a to r (P h ilip s Z 906069), 5 — e le k t r ič n i k a lib ra to r, 6 — s e iz m ič n i sp r e je m n ik v ib r a c ij,

7 — m e r iln ik a m p litu d v ib r a c ij (PK 9250)

Sl. 7. P o sn e te k diagram a sp re m em b e tla k a

Sl. 8. S h em a e lek trič n eg a ka lib ra to rja

Sl. 9. D iferen c ia ln i e le k trič n i sp r e je m n ik tla k a

1 — m em b ra n a , 2 — m e r iln i tr a k o v i, 3 — o ljn a k om ora

m ostu, t. j. v ra č a n je k a to d n e g a ž a rk a n a ničlo, in si­ c e r z nam enom , d a bi bilo o ja če n je v edno enako. P re ­ m ik a n je ž a rk a la h k o dosežem o s poten cio m etro m za p re m ik a n je ž a rk o v n a k ato d n em oscilografu, in sicer p o d k o n tro lo p re m ik a n a g ra d u ira n e m potenciom e­ tr u ali n a posebnem k o n tro ln e m in stru m e n tu . T a re ­ šite v n i p ra k tič n a in iz k a z u je o m e jen e m ožnosti. D ru g a p re d n o st e le k trič n e g a v ra č a n ja m ostu v ra v n o ­ v e s je je v v e č ji o b ra to v a ln i o b ču tljiv o sti m ostu, k e r m o st tu d i n a d a lje d e lu je okrog ničle.

O b ču tljiv o st sp re je m n ik a z u p o ra b lje n im m ostom za m e riln e tr a k e P h ilip s GM 5536 in k a to d n im oscilo- g rafo m »Cossor« M K II — 1019 z o ja če n jem 600 znaša: tla k ± 10 T o rr d a je p re m ik k a to d n e g a ž a rk a n a oscilo­ g rafu 60 m m .

(5)

2

Sl. 10. M em b ra n a

1 — je k le n a m em b ran a, 2 — o b ro či iz m ed i, 3 — m e r iln i trak

L a stn a fre k v e n c a m o n tira n e m e m b ra n e je iz m e rje n a s pom očjo ele k trič n e g a v z b u je v a ln ik a (P hilips P R 9262) in zn a ša 2820 Hz. T a la s tn a fre k v e n c a p a je daleč zu­ n a j d elovnega obm očja. M e m b ra n a je ra z v id n a n a sliki 10 z dv em a obročem a, m e d k a te rim a je za - kovičena.

P rite g o v a n je je doseženo tako, d a je za k o v ičen je m e m b ra n e n a ob ro če iz m ed i izvedeno p ri te m p e ra tu ri 0 °C. P ri o b ra to v a ln i te m p e ra tu ri “ 15 °C se m e m ­ b ra n a in obroč ra z širita , to d a o broč m nogo bolj za­ ra d i večjeg a lin e a rn e g a k o efic ien ta te rm ič n e g a ra z te ­ z a n ja (a = 19) od je k la (a = 11). T o te r ja k a lib r ira n je n a p ra v e p ri delovni te m p e ra tu ri in k o n tro lo d elovne te m p e ra tu re d iferen c ia ln eg a sp re je m n ik a ob m e rje n ju . T a n ač in d a ja n ja p re d n a p e to sti m e m b ra n e se je po­ k az al k o t zelo ugoden, če p rav je k o v ič en je p ri nizki te m p e ra tu ri dokaj nerodno. D a bi b ila m e m b ra n a dobro v p e ta v k o n stru k ciji, je obroč m e m b ra n e fin o obdelan.

Z a o ljn o kom oro j e v ra b i n a v a d n o tra n sfo rm a to rsk o olje. C eloten d ife ren c ia ln i sp re je m n ik je iz d ela n iz m edi in precej m asiven.

U p o ra b lje n i sistem z d v e m a m e m b ra n a m a im a v p rim e rja v i z eno sam o m e m b ra n o p re d n o st v v eč ji v a rn o sti p ri delu, k e r le ž ita m e riln a tr a k a v iz o liran i sred in i (olju) in se m e m b ra n a m a la h k o d a p red n a p eto st, s čim er je povečan a n ju n a obču tljiv o st. T a k o je m o­ goče v p liv a ti n a d o b iv a n je lin e a rn e k a r a k te r is tik e p ri sp rejem n ik u .

M e r iln i. p o d atk i za m e m b ra n sk i d ife ren c ia ln i m a ­ no m eter:

o b ču tljiv o st: 7,3.IO-6 A R /R [p/cm 2] obseg do 150p/cm 2: lin e a re n ± 1 , 5 % u p o r tr a k u R: 600 Q

la s tn a fre k v en c a: 2820 Hz p re m e r m e m b ran e: 60 m m deb elin a m e m b ra n e : 0,1 m m

V ečji obseg se la h k o dobi z u p o rab o deb elejše m em brane.

3. M erjenje pulzacij statičnega tlaka za turbino Z a določanje h id ra v lič n ih p u lzacij za tu rb in o je bilo v zeto m e riln o m e sto n a sifonu tu r b in e (slik a 1, m esto 2), k je r je b il že p rik lju č e k z a v ak u u m m e te r. P re d p o sta v lje n o je bilo, d a se s ta tič n i tla k n a te m m e stu m e n ja v a za A p — ± 0,2 a t s fre k v en c o f — 2,5 do 20 Hz, k a r je bilo u g o to v ljen o tu d i z m e rje n je m . Z a p r e tv a rja ln ik h id ra v lič n ih p ulzacij v e le k trič n e se la h k o iz b ira m e m b ra n a z u stre z n im i elem e n ti in B o u r- donovim i cevm i. P o iz k u šn ja h p ri ra k e tn ih m o to rjih je b ila v ze ta B ourdonova cev, k e r je v rh u vsega za delo n a te re n u m a n j o b č u tljiv a od m e m b ra n sk e g a sp re­ jem n ik a. D a bi zm an jšali u čin ek h id ra v lič n e lin ije, je b il p o sta v lje n m a n o v a k u u m m e te r p ri o k ro v u sifona. Z am u d a p ren o sa B ourdonove cevi n a sp rem e m b o tla k a za rad i d u še n ja in in e rc ije je m a jh n a za p red v id e n o delovno obm očje. D inam ično k a lib r ira n je B ourdonove

cevi je m ogoče z iz m en ičn im h id ra v lič n im u d a rc e m v posodi, če p ra v z določenim i o m e jitv a m i. Z a ra d i d u ­ š e n ja p a ra z itn ih oscilacij B o u rd o n o v e cevi se d o d a ja z u n a n je d u še n je cevi sam i. Z ato je p re p u šč e n m e h a ­ n ič n i sistem za pogon k azalca, e la s tič n a v z m e t sam a, n a k a te ri je n a le p lje n m e riln i tra k , p a ra b i tu d i k o t d u šilk a. Iz m e rje n a la s tn a fre k v e n c a ta k o u p o ra b lje n e B o u rdonove cevi je b ila 120 Hz.

E n a k a n a p ra v a z B o u rdonovo c e v jo je b ila u p o ra b ­ lje n a tu d i p r i ra z isk o v a n ju n ih a n j, in sic e r n a iste m m e stu n a sifonu.

3.1 B lokovna shem a naprave

N a m a n o v a k u u m m e te r je p o sta v lje n m e riln i tr a k P h ilip s z u p o ro m 600 Ü, d a bi p rev z em a l p u lz ac ije . U p o ra b lje n i so b ili is ti in s tru m e n ti k a k o r p ri raz lag i p o d 2 in so ra z v id n i s slike 6. H id ra v lič n a sh e m a v ez av e z a m e rje n je in sta tič n o k a lib r ira n je s ta sh e m a tič n o p o ­ n a z o rje n a n a slik i 11, z opom bo, d a so dolžine h id r a v ­ lič n ih lin ij m e d sifonom in B ou rd o n o v o ce v jo m nogo m a n jše . P ri m e rje n ju je v e n til V2 z a p rt, V i p a o d p rt. P ri k a lib r ira n ju je o b ra tn o . M a jh e n tla k ali v a k u u m se sim u lira s pom očjo ž iv o s re b m e p o so d e in p r im e rja z živ o sre b rn im k a lib ra to rje m (ŽK). P r i te m je po ­ m em bno, d a v h id ra v lič n e m sistem u n i z ra k a , k a r la h k o dosežem o z iz p u sti Z in P ob p o ln je n ju h id ra v lič n ih vodov. K a lib rira n je se iz v a ja p re d m e rje n je m in po n jem . P r i te h m e rje n jih je b il u p o ra b lje n e le k trič n i k a lib r a to r k o t sim u la to r določenega tla k a in k o t n a ­ p r a v a z a v ra č a n je z ra k a n a ničlo p ri v e lik e m o d k lo n u k a to d n e g a ža rk a, t. j. p ri v e lik ih sp re m e m b a h tla k a , k e r so b ile is k a n e sam o p u lz a c ije sta tič n e g a tla k a . T ak o je b il s ta tič n i tla k p rib liž n o e le k trič n o k o m p e n ziran .

S h em a tič n i p rik a z k aže sl. 12, n a k a te r i je n a o r­ d in a to n a n e se n a sp re m e m b a u p o ra m e riln e g a tra k u , k a r p a je v določenem ra z m e rju tu d i tla k . N a ab scisi je čas. V re d n o st AR^ je ra z m e r je e n o s m e rn e g a tla k a . K o v k ro g v sta v im o u p o r — A R i ali n je g o v o p rib liž n o v red n o st, se k a to d n i ž a re k z a ra d i u n ič e n ja e n o sm e r­ nosti p o k aže v sred išču za slo n a sa m o s p u lz ira jo č o k o m p o n e n to (č rtk a n a k r iv u lja n a sl. 12).

3.2 K onstrukcija sprejem nika.

J e k le n i tra k , n a k a te re m je n a le p lje n m e riln i tra k , je 0,15 m m debel in 8 m m širo k te r z v it v o b lik o podkve in p r itr je n z en im ko n cem n a tr d n i zaslon B ourd o n o v e cevi, z d ru g im p a n a n je n v rh . T a o b lik a v zm eti d a je m ožnost z a v e lik e p rem ik e, o b en e m p a je k le n i tr a k po o bliki k a k o r tu d i z a ra d i d e b e lin e n e p ovzroča v e lik ih d u šen j B ourd o n o v e cevi. P o s ta v lja n je m e riln e g a tr a k u n a pom ožno vzm et, k a k o r k až e sl. 6, je neog ib n o p o ­ tre b n o , k e r se B o u rd o n o v a cev n e ra z te z a p ri o btežbi sam o v en i sm eri. T ed a j se n a m re č cev z v ija v

po-/

Sl. 11. R e g istrira n je sta tičn ih tla k o v p o d ro to r je m M V — m a n o v a k u u m m e te r , i — m e r iln i tr a k o v i, Ž K — ž iv o -s r e b m i k a lib ra to r, V t . . ..V2 — v e n tila , Z — v ija k za iz ­

(6)

Sl. 12. Shem atični prikaz Sl. 13. Z vijanje

Bourdo-sprem em be upora m erilnega nove cevi tra ku (tlaka) a — p rečn o , b — v zd o lžn o A R — sp r e m e m b a upora, t — čas

Sl. 14. K alibriranje m anovakuum m etra

(za te m p e r a tu r o 15 "C, a te n u a to r o ja č e v a ln ik a m o stu A = 10, a te n u a to r o ja č e v a ln ik a o sc ilo g r a fa Aq = 3)

Sl. 15. P osnetek diagrama hidravličnih pulzacij

dolžni sm e ri (sl. 13 a), o b en em p a se širi p o p o v p reč­ n e m re z u (sl. 13 b). To š ir je n je n i en a k o m e rn o po dol­ žin i B o u rd o n o v e cevi in povzroča, d a se n a cev n a ­ le p lje n tr a k — k e r im a la s tn o s t in te g ra c ije ra z te z a n ja p o v ršin e, n a k a te r i je n a le p lje n — n e e n a k o m e rn o o b ­ n a š a v te k u e n a k o m e rn e g a p o v e č a n ja a li z m a n jš a n ja tla k a . K e r m e h a n ič n e k a r a k te r is tik e B o u rd o n o v e cevi n iso znane, n i m ogoče o d b ra ti u g o d n ejšeg a m esta, ki bi m o rd a o b s ta ja lo n a B o u rdonovi cevi, za k o n sta n te n o d nos sp re m e m b e u p o ra tr a k u in ra z te z a n ja B ourdo­ n o v e vzm eti. R azen te g a je o b ču tljiv o st m e riln e g a tra k u n a cevi sa m i m a jh n a . T a la s tn o s t je tip ič n a za vse B o u rd o n o v e cevi. P o več v a r ia n t u p o ra b lje n ih v zm eti je b il v z e t n a v a d e n p r im e r k o t n aju g o d n ejši.

N a sl. 14 je p rik a z a n a k r iv u lja k a lib r ira n ja B o u r­ donove cevi. N a sl. 15 je v id e n p r im e r d o b lje n eg a p o ­ sn e tk a , n a k a te re m je »a« h id ra v lič n a p u lz a c ija v si­ fonu, »b« p a p u lz a c ija v a tm e tr a p ri ra z isk o v a n ju n ih a ­ n ja . N oseča f re k v e n c a v a tm e tr a je o m re ž je (50 Hz), ki r a b i o b en e m k o t č a so v n a o sn o v a p ri d o lo čan ju fre ­ k v en c e h id ra v lič n ih pulzacij.

M e riln i p o d a tk i z a B ou rd o n o v m a n o v a k u u m m e te r z m e riln im tra k o m :

o b ču tljiv o st

obm o čje do 300 g/cm 2 u p o r tr a k u R

d e b e lin a m e m b ra n e d la s tn a fre k v e n c a

B o u rd o n o v e cevi

5,3.10-e A R /R /p /c m 2 lin e a rn o ± 1,8 % 600 O

0,15 m m

120 Hz

4. M erjenje m ehaničnih vibracij

S pored raz isk o v an j je za je l tu d i p rim e rja v o h i­ d ra v lič n ih p ulzacij z m e h an ič n im i v ib ra c ija m i posa­ mezna h p o stro je n j in n jih o v ih delov. Z a m e rje n je m e­ h a n ič n ih v ib ra c ij je b il u p o ra b lje n k lasičn i sp re je m n ik v ib ra c ij po seizm ičnem načelu. T a sestoji iz tu ljav e , ki je v p e rm a n e n tn e m m agnetu, ta k o d a se s seizm ič­ n im i p re m ik i tu lja v e in d u c ira v n je j e le k trič n a m o to rn a sila, so raz m ern a h itro sti p re m ik a n ja . U p o ra b lje n je bil sp re je m n ik P h ilip s P R 9260. E le k trič n a b lo k o v n a sh em a je p o d a n a n a sl. 6 c. K a to d n a cev je in d ik a to r, n a k a te ro se — z a ra d i p r im e rja n ja m e d am p litu d a m i v ib rac ij — s pom očjo n a p ra v e » m eriln ik am p litu d e« p riv ed e signal zn a n e a m p litu d e in n a to p r im e rja s količino, ki jo m erim o. D ovedeni signal je iz o m re ž ja sp rem e n ljiv e v elik o sti p o d an v m V o ziro m a m ik ro n ih p ri m e rje n ju prem ikov. M e riln ik a m p litu d v se b u je obenem elek trič n i in te g ra to r sig n a la za d o b iv a n je m e re p rem ik o v ozirom a pospeškov v ib rac ij.

4.1 M erjenje vibracij na delih postrojenja M ehan ičn e v ib ra c ije so bile m e rje n e n a m estih, ki so o zn a če n a n a sl. 1 s št. 3 — v ib ra c ije k riž a tu rb in e ; št. 4 — okrov sifo n a; št. 5 — cevovod ob to čn e cevi; št. 6 — n a b eto n sk i m asi pod tu rb in o . T a m e riln a m e sta so b ila iz b ra n a k o t u g o d n a za p rim e rja v o s h id rav ličn im i p u lz ac ija m i. Vsi iz m e rje n i p o d atk i niso re g istrira n i in so ta m e rje n ja često ra b ila za o rie n ta c ijo p ren o sa v i­ b ra c ij in s te m tu d i o v r s ti v z b u ja n ja .

4.2 M erjenje vibracij v zraku

Z a m e rje n je z ra čn eg a tla k a v p a s a re li je b il o p ra v ­ lje n poskus za izm ero fre k v e n c e tla k a s pom očjo m i­ krofona, n am eščen eg a v p a sa re li sam i ali n a d vodno gladino, k je r v o d a iz sto p a iz pasarele. Ti poskusi so se iz jalo v ili z a ra d i m očnih v o d n ih šum ov, ta k o d a nivo z ra č n ih p u lzacij z nizk o frekvenco, čep rav n e v a re n za stavbo, n i m ogel b iti iz m e rje n z a ra d i m o čn ejših zvoč­ n ih v ib ra c ij. To n ev šečn o st sm o obšli tako, d a je bil n am eščen seizm ični s p re je m n ik v ib ra c ij n a sred in o p lo č ev in a stih v r a t ob v h o d u v p a sa re lo (m erilno m esto št. 8 — sl. 1). P lo č e v in a sta v r a ta so ra b ila k o t filte r za v išje v ib ra c ije z ra k a in re so n a to r n iž jih frekvenc. P re v e rje n o je bilo tu d i, ali la s tn a fre k v e n c a v r a t ni po n a k lju č ju v m e riln e m obm očju, k a r p a ni b ilo tako. S led n jič je bil povečan u čin e k b o b n e n ja z ra k a v p a ­ sa re li s tem , d a je b ila e n a s tra n p a s a re le delno z a p rta z deskam i, k a r je o ja čilo pojav. M eriln o m e sto št. 7 na sl. 1 p om eni poskus m e rje n ja v ib ra c ij p ri b o b n en ju z ra k a n a železni o g ra ji p asarele , ki je im e la e n a k uči­ n e k k a k o r v ra ta , a sla b še izražen. S te m m e rje n je m je b ila določena le fre k v en c a b o b n en ja, k a r je b il tu d i n je g o v nam en.

5. M erjenje pulzacij električne moči

P o ja v n ih a n ja , iz ra že n z o sciliran jem k az alca na v a tm e tru , je te r ja l p rim e rja v o fre k v en c e in a m p litu d e p ri sp rem e m b i elek trič n e g a u č in k a s h id rav ličn im i p u l­ za c ija m i v sifonu.

S p re m em b a e le k trič n e m oči je b ila m e rje n a n a v a tm e trs k i tok o v n i tu lja v i s sp rem em b o n apetosti. Vzet je b il p a ra le le n odcep, ki je b il p riv ed e n n a k ato d n i o scilograf po v ez aln i shem i n a sl. 16. P o sn etek pulzacije je p o d an n a sl. 15. P r i sn e m a n ju je p o u d a rje n sam o

Sl. 16. Vezalna shema

(7)

p u lzirajo či del, m e d tem ko je o stali del noseče fre ­ k vence p o m a k n jen n avzven k ato d n e g a zaslona.

T a način p ulzacij u čin k a la h k o sp re jm e m o v p r i­ m e ru V = k o n st in cos џ> = k o n st v p erio d i m e rje n ja , k a r je b il pogoj za ra z isk o v a n je p o ja v a n ih a n ja . N am reč:

P « = VH V 1 cos <p

A P W — J/ 3 Ucos rp-A l = k zll

K a lib rira n je je bilo o p ra v lje n o v režim u, k o ni bilo p o ja v a n ih a n ja , ta k o d a je b ila e n a o b težb n a g en e ra ­ to r ju p rim e rja n a z o dklonom n a k a to d n i cevi. N. pr. m oči 15,5 MW je u stre z a l o dklon 20,4 m m . P o tem je b ila v ze ta d ru g a o b rem en itev , ki je d a la d ru g ač en o d ­ klon n a k ato d n i cevi. R a zlik a o d k lonov u stre z a ra z lik i učin k o v v a tm e tra . T ak o se dobi k riv u lja , ki je k m a lu lin e a rn a , in se v za m e s re d n ja v re d n o st o d k lo n a k a ­ to d n eg a ž a rk a za enoto učinka. Ce se v za m e v re d n o st za raz ličn e sto p n je o ja č e n ja oscilografa, je m ogoče n em oteno sn e m a n je z n aju g o d n e jšim o ja če n jem . M er­ je n e so b ile sam o a m p litu d e p ulzacij u č in k a in n ji­ h ova frek v en ca.

6. Zaključki

U s tv a rja n je p o sebnih m e riln ih m e to d in iz d ela v a n a p ra v za te h id ra v lič n e m e ritv e so b ile u sp e šn e in za­ dovoljive, posebej glede n a n atan č n o st. U p o ra b a e lek ­

P O R O

DK 621.175.3.001.5

NEKAJ UGOTOVITEV OB MERITVAH PRVEGA HLADILNEGA STOLPA V TE ŠOŠTANJ*

P E T E R K U N C

V la n sk ih m esecih ju liju in av g u stu so b ile o p rav ­ lje n e precizn e m e ritv e o b ra to v a ln ih ra z m e r p rv e g a h la ­ d ilnega sto lp a v TE Š oštanj (60 MW) p ri m a k sim a ln i o b rem e n itv i in ra z ličn ih s ta n jih okolišnega zra k a. M ed ugotovitvam i je zlasti p re se n e tljiv a , da je re la tiv n a v la žn o st z ra k a p ri izsto p u iz p ršišč a daleč p o d 100 %, ki jih n a v a ja lite r a tu r a o h la d iln ih sto lp ih k o t p o d atek z »zadovoljivo natančn o stjo « . O d sto p a n je od popolne n asičenosti z ra k a p ri izstopu iz p ršišč a si raz lag a m o k o t posledico m e ša n ja d v eh tok o v ; enega, ki je popol­ no m a nasičen, in drugega, ki te sto p n je nasičen o sti n e dosega, to d a n iti n e m a n j k a k o r 90 %. M ešanica obeh tokov p a im a z a ra d i p re v la d u jo č e m nožine popolno n a ­ sičenega to k a z ra k a re la tiv n o v la ž n o st blizu popolne nasičenosti. O d sto p a n ja od 100 % n a j bi b ila ta k o m a ­ lenkostna, d a so v m e ja h n a p a k e p ri o d č ita v a n ju hig ro m etra.

N izko pršišče, u g o d n a raz p o re d ite v ra z p ršiln ih elem entov in sa lo n itn ih plošč te r so raz m ern o visok k am in u s tv a rja jo m ožnost za v elik e h itro sti z ra k a skozi p rv i šo štan jsk i h la d iln i stolp. M e ritv e kažejo, d a rav n o p ri visokih h itro stih z ra k p ri p reh o d u skozi p ršišč e n e doseže popolne nasičenosti, tem v eč znos r e la tiv n e v la ž­ nosti zelo h itro p a d a s h itro stjo zraka.

T ežavno p ri tej m e ritv i je, d a je nep o sred n o m e r­ je n je re la tiv n e v lažn o sti v n o rm a ln ih okoliščinah, se p ra v i p ri popolni te rm ič n i in h id ra v lič n i o b rem e n itv i, nem ogoče. V k am in u n a d p ršiščem so v vesi v odne kapljice, ki jih tr g a zračni to k iz vod n eg a film a ozirom a c u rk a in o d n a ša s seboj. Ti delci onem ogočajo n a ta n č n o m e rje n je s higrom etrom , ki je že ta k o nezanesljiv. Se bolj p a o v ira jo m e rje n je s p sih ro m e tro m , k e r n i m

o-* S tolp je o p isan v čla n k u : Z. R ant, H la d iln i sto lp TE Š o šta n j, S tr o jn išk i v e s tn ik III (1957), št. 4/5, str. 95 . . . 97.

tro n ik e p ri ta k ih m e ritv a h je e d in a m ogoča m e riln a te h n ik a . T a m e riln a te h n ik a d a je zelo p re c iz n e po ­ d atk e, v e n d a r je z d ru ž e n a s p a z ljiv im r a v n a n je m z a ­ ra d i u p o ra b e o b č u tljiv ih in stru m e n to v , k a r po v zro ča določene te ža v e n a te re n u .

U p o ra b lje n e m e riln e m e to d e so ta k o rek o č n o v e v h id ra v lik i, zlasti k e r je šlo z a h id ra v lič n e raz isk av e , ki jih red k o srečujem o. U p o ra b lje n e re š itv e so p o sn e te iz več ra z lič n ih poskusov, v e n d a r n iso ed in o m ogoče te r d a je jo p o b u d e z a n ove m e riln e m etode. M e rje n je p u l­ zacij v v o d n i m asi bi se d alo m o re b iti u g o d n o izv esti za m e riln ik i p reto k a , ki d e la jo po d tla k o m po n ač elu tu r b in e (sistem »Peter«).

M ed m e ritv a m i je bilo n a p ra v lje n ih ok ro g 80 po­ sn e tk o v m e rje n j, k a r je om ogočilo p re g le d n o a n a liz o pojavov. Z a u p o ra b lje n e m e to d e so p re d h o d n i la b o ra ­ to rijs k i poizkusi rešili tu d i p o g la v itn i pro b lem . K lju b k ra tk e m u času — k a r je gotovo re d e n p o ja v p ri te ­ re n sk ih m e ritv a h — je p rip o ro č ljiv o iz v esti eno p o ­ sk u sn o m e rite v s čim p o p o ln e jšo a n a liz o p o d atk o v , k e r so p ri te m op azn i vsi p o tre b n i elem e n ti, s p om očjo k a te rih se p o zn eje la h k o zb e re jo popo ln i p o d a tk i in se m e rite v sploh m o re izvesti.

A vtor: in g . J o v a n M arucić, B e o g ra d

Č I L A

goče iz p o ln iti pogoja, d a bi eden iz m e d te rm o m e tro v k az al te m p e ra tu ro » suhega te rm o m etra « . Z a te g a d e lj si m o ram o p o m a g ati s to p lo tn o bilanco.

T oplota, ki jo o d d a ja h la d iln a v o d a v časovni enoti, je e n a k a:

T (1)

P r i te m p o m e n ijo :

— to p lo tn i to k iz v o d e [J/s = W ]; q v — p re to k v ode [kg/sj;

cv — specifično to p lo to v ode [J/k g d e g ]; A T — te m p e r a tu rn i in te r v a l [deg].

T oplota, k i jo p re v z a m e z ra k z o g re v a n je m in ov lažev an jem , je:

Фгг = qzr-Ai (2)

P r i te m p o m en ijo :

Фгг — to p lo tn i to k n a z ra k [J/s = W ]; qzr — p re to k z ra k a [kg/s];

A i — e n ta lp ijs k i p r ir a s te k [J/kg].

Z zadovoljivo n a ta n č n o s tjo rač u n am o , če iz e n a ­ čim o oba izraza:

Ф« = Фгг = & (3)

Z vezo m e d h itro s tjo in relativ n o ' v la žn o stjo <рч p a dobim o' ta k o le:

A i = i2 Џ>2 T2i, q>j T t

P r i tem pom en ijo :

i2 — e n ta lp ijo z ra k a p r i izsto p u [J/kg];

ij — e n ta lp ijo z ra k a p ri v sto p u (v okolici) [J/kg]; <P2 — re la tiv n o v la žn o st z ra k a p ri iz sto p u ;

<Pi — re la tiv n o v la žn o st z ra k a p ri v sto p u ; T2 — te m p e ra tu ro z ra k a p ri iz sto p u ; T , — te m p e ra tu ro z ra k a p ri vstopu.

N a d a lje je:

Figure

Updating...

References

Updating...

Related subjects :